太陽(yáng)能小屋設(shè)計(jì)模型(論文)-免費(fèi)閱讀
【正文】 for i = 1:365 H_0(i) = 24/pi*H_sc*(1+*cos(360*i/365))*(cos_wd*cos_b(i)*sin_W0(i)+2*pi*W0(i)*sin_wd*sin_b(i)/360)。 H = xlsread(39。 H_d = xlsread(39。輻射強(qiáng)度 .xls39。 for i = 1:365 for j = 1:24 n = 24*(i1)+j。 W_0 = acos(tan(weidu) .* tan_b)。 %換成弧度制 sin_b = sin(b)。 %換成弧度制 sin_wd = sin(weidu)。,weizhi)。 End 19 參考文獻(xiàn) [1]日本太陽(yáng)能學(xué)會(huì)，太陽(yáng)能利用新技術(shù) [M]，北京：科學(xué)出版社， 20xx。此時(shí)的格局稱為初始格局；若全部物體都按放置規(guī)則放進(jìn)了容器或容器中已放不下任何物體。 假設(shè) 建筑平面體型長(zhǎng)邊 為 1x ，短邊為 2x ，最低凈空高度為 h ，最高點(diǎn)高度為 H ，東西南北墻的面積分別用 1 2 3 4, , ,S S S S 表示 ，東西南北面上的窗戶面積分別用 1 2 3 4, , ,? ? ? ? 表示 ， 頂面的傾斜角仍用 ? 表示， 根據(jù)附件 7 給出的小屋建筑要求 有 ? ?? ?? ?1 2 2 2 23 1 1224 1 2122si nta nHhS S hx H h x xHhS x h xHhS x h H h x??? ?? ? ? ? ? ??? ??? ? ???? ???? ? ? ? ? ???? ??? （ ） 16 且有 1 2 1 , , 74 , 15 , 3h H x x x x? ? ? ? ? ? 12123344SSSS????????????????? () 要求所設(shè)計(jì)的小屋全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能 小 ，則可采用問題一中的雙目標(biāo)函數(shù)模型 進(jìn)行計(jì)算 ， 其中 （ ）式中的 1 2 3 4 51 1 2 2 3 3 4 4 5 5, , , ,k k k k kS S S S S? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? () 根據(jù)要求，可設(shè)計(jì)以下圖形： 由 Matlab 計(jì)算可得到如下鋪設(shè)方式： 南面的鋪設(shè)方法： 17 頂面的鋪設(shè)方 法： 西面鋪設(shè)連接示意圖： 東面鋪設(shè)連接示意圖： 花費(fèi) 元， 大約 19 年回本。 各型號(hào)的電池板及逆變器的數(shù)量如表 所示，計(jì)算得到的逆變器的型號(hào)及數(shù)量表 所示 ，電池板、逆變器的選取及費(fèi)用見表 。 假設(shè)在小屋 ik 面有電池的串聯(lián)陣列ikn個(gè)，并列陣列ikm個(gè)， ? ?1,2,..., ikjn?，第 j 個(gè)串聯(lián)陣列中的電池符號(hào)為 ()jixk共有 ()jiak個(gè)， ? ?1,2,...,mikl?，第 l 個(gè)并聯(lián)陣列中由 ()liTk個(gè)串聯(lián)電路組成，對(duì)于 ? ?? ?1, 2..., ( )lir T k? ，第 l 個(gè)并聯(lián)陣列中 r 個(gè)串聯(lián)陣列的電池符號(hào)為()riyk，有 ()ribk個(gè)。 其中： ? 為當(dāng)?shù)氐木暥龋?0,s??是傾斜面和 水平面的日落時(shí)角， 2842 3 .4 5 s in 2365 n?? ?????????為太陽(yáng)的赤緯角， 為一年中的第幾天， ? ?? ?? ?0m in , a r c c o s ta n ta ns a? ? ? ?? ? ?， scH 為太陽(yáng)系數(shù)取 1353W/ 2m ， 0? 為水平面的 日落時(shí)角，可由 ? ?0 a rc c o s ta n ta n? ? ??? 確定。 2 1 問題分析 對(duì)于問題一，將其 分成三個(gè)部分進(jìn)行求解。請(qǐng)參考附件提供的數(shù)據(jù)，對(duì)下列三個(gè)問題，分別給出小屋外表面光伏電池的鋪設(shè)方案，使小屋的全年太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費(fèi)用盡可能小，并計(jì)算出小屋光 伏電池 35 年壽命期內(nèi)的發(fā)電總量、經(jīng)濟(jì)效益（當(dāng)前民用電價(jià)按 元 /kWh 計(jì)算）及投資的回收年限。 對(duì) 于 問題三 要 設(shè)計(jì)一個(gè)小屋， 并對(duì) 所設(shè)計(jì)小屋的外表面優(yōu)化鋪設(shè)光伏電池 ，我們可以先把小屋的各種需要確定的指標(biāo)全部假設(shè)出來，再根據(jù)給出要求列出不等式方程組，將此方程組也代回到問題一的模型中進(jìn)行計(jì)算 ，得出 小屋每面所需要的電池和逆變器的型號(hào)和數(shù)量，即為所求問題的最優(yōu)解。 具體結(jié)果如下 型號(hào) 東面 南面 西面 北面 頂面 電 池 板 A2 1 A3 12 6 16 43 C8 16 C10 15 逆 變 器 SN1 1 SN4 1 SN6 1 SN7 1 SN11 1 SN13 1 SN14 1 問題二 主要是找出斜面的最佳傾角 0? ，使其滿足全年接收的太陽(yáng)光輻射總量達(dá)到最大。 不 同種類的光伏電池每峰瓦的價(jià)格差別很大，且每峰瓦的實(shí)際發(fā)電效率或發(fā)電量還受諸多因素的影響，如太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、光線入射角、環(huán)境、建筑物所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件、安裝部位及方式（貼附或架空）等。 問題一：根據(jù)大同市的氣象數(shù)據(jù)， 僅考慮貼附安裝方式，選定光伏電池 組件，對(duì)小屋（見附件 2）的部分外表面進(jìn)行鋪設(shè)，并根據(jù)電池組件分組數(shù)量和容量，選配相應(yīng)的逆變器的容量和數(shù)量。 2 模型假設(shè) 1. 小屋頂面朝北的斜面的輻射量相對(duì)朝南的斜面的輻射量很小，對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響小 在計(jì)算過程中可忽略不計(jì) ； 2. 假設(shè)兩整數(shù)點(diǎn)時(shí)間之間的太陽(yáng)光對(duì)小屋每個(gè)面的輻射強(qiáng)度是與時(shí)間呈線性關(guān)系的 ； 3. 假設(shè)每一年的同一時(shí)刻大同市的太陽(yáng)輻射量是相同的 ； 4. 假設(shè)每個(gè)串聯(lián)陣列，并聯(lián)陣列都只能與一個(gè)逆變器相連 3 符號(hào)說明 E 表示 小屋太陽(yáng)能光伏發(fā)電 一年 的 總量； ? ???,kije 表示第 i 月第 j 日小屋的 k 面一天的輻射總量 ； ?? 表示 在 前 ? 年內(nèi)小屋的太陽(yáng)能光伏發(fā)電總量； 3 iQ 表示 在 前 ? 年內(nèi)小屋的光伏發(fā)電總量 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益； ? ??? ??,1ijXt 表示 第 i 月第 j 日 t 時(shí)刻小屋東面的輻射強(qiáng)度； ? ?? ???,2ijXt 表示 第 i 月第 j 日 t 時(shí)刻小屋西面的輻射強(qiáng)度； ? ?? ???,3ijXt 表示 第 i 月第 j 日 t 時(shí)刻小屋南面的輻射強(qiáng)度， ? ?? ???,4ijXt 表示第 i 月第 j 日 t 時(shí)刻小屋北面的輻射強(qiáng)度， ? ?? ???,5ijXt 表示 第 i 月第 j 日 t 時(shí)刻小屋屋頂傾斜面的輻射強(qiáng)度， bH 表示 水平面的直接輻射量， TH 表示 法向直射輻射量， dH 表示 水平面的散射量， H 表示 水平面的總輻射量， 0H 表示 大氣外層上太陽(yáng)總輻射量， H? 表示 傾斜面上的太陽(yáng)輻射總量 ? 表示 光電板的傾角， ? 表示 地球表面的反射率（一般取 ?? ）， bR 表示 傾斜面與水平面的直射量之比 1k 表示 小屋東面 2k 表示 小屋西面 3k 表示 小屋南面 4k 表示 小屋北面 5k 表示 小屋頂面 1k? 表示 小屋東墻的可用 面積 2k? 表示 小屋西墻的可用 面積 3k? 表示 小屋南墻的可用 面積 4 4k? 表示 小屋北墻的可用 面積 5k? 表示 小屋頂面 的可用 面積 jxS 表示 電池 jx 的面積 ryS 表示 電池 ry 的面積 jxV 表示 電池 jx 的端電壓 ryV 表示 電池 ry 的端電壓 jtU 表示 序號(hào)為 jt 的逆變器允許輸入的電壓范圍 lhU 表示 序號(hào)為 lh 的逆變器允許輸入的電壓范圍 ()jxiPk 表示 電池 jx 在 ik 面的轉(zhuǎn)化功率 ()ryiPk 表示 電池 ry 在 ik 面的 的 轉(zhuǎn)化功率 jtP額 表示 序號(hào)為 jt 的逆變器的配置容量（即額定功率） lhP額 表示 序號(hào)為 lh 的逆變器的配置容量（即額定功率） 4 模型建立與求解 問題一 斜面受到的輻射強(qiáng)度的計(jì)算 由于光電板朝南 （即朝向赤道方向），確定朝向赤道傾斜面上的輻射量通常采用Klein所提出 的計(jì)算方法， 認(rèn)為天空散射輻射量是均勻分布， 傾斜面上的太陽(yáng)輻射總量 H?是 由直接太陽(yáng)輻射量 btH ，天空散射輻射量 dtH 和地面反射輻射量 rtH 三部分組成 。 對(duì)（ ），（ ），（ ）式分別求和可得到電池的一年 在該面 上 轉(zhuǎn)化 的總 電量 。 利用軟件求出 產(chǎn)品型號(hào)為 mA ， mB? ， mC??的電池 在 ik 面上電池的個(gè)數(shù) imkAn，
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